楼梯设计例题
某住宅的楼梯间开间尺寸为2.70m,进深尺寸为5.40m,层高2.70m,封闭式楼梯间,内、外墙均为240mm,轴线居中。室内外高差450mm,楼梯间底部有出入口,门高2.00m,梯梁高为250mm,设计双跑式楼梯。
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楼梯 是房屋各楼层间的垂直交通联系部分,是楼层人流疏散必经的通路。楼梯设计应根据使用要求,选择合适的形式,布置恰当的位置,根据使用性质、人流通行情况及防火规范综合确定楼梯的宽度及数量,并根据使用对象和使用场合选择最合适的坡度。 这里只介绍在已知楼梯间的层高、开间、进深尺寸的前提下楼梯的设计,对楼梯各细部尺寸进行详细的计算。 现以常用的平行双跑楼梯为例,说明楼梯尺寸的计算方法,如图13-17。
图13-17 楼梯尺寸计算
【设计步骤】
① 确定楼梯踏步高宽尺寸h×b,根据层高H和初选踏步高h确定每层踢面数N, N=H/h。为了减少构件规格,一般应尽量采用等跑梯段, 因此N宜为偶数。如所求出N为奇数或非整数,可反过来 调整踏步高h。石材研习社(微信号stone5A)
② 根据步数N和踏步宽b决定梯段水平投影长度L, L=(0.5N-1)b。
③ 确定是否设梯井。如楼梯间宽度较富裕,可在两 梯段之间设梯井。供少年儿童使用的楼梯梯井不应大于 120mm,以利安全。梯井宽C通常为60~200mm。
④ 根据楼梯间开间净宽A和梯井宽C确定梯段宽度, a=(A—C)/2。同时检验其通行能力是否满足紧急疏散时人流股数要求,如不能满足,则应对梯井宽C或楼梯间开
间净宽A进行调整。
⑤ 根据初选中间平台宽Dl(Dl≥a)和楼层平台宽D2(D2≥a)以及梯段水平投影长度L检验楼梯间进深净长度B,D1+L+D2=B。如不能满足,可对L值进行调整(即调整b值)。必要时,则需调整B值。通常可取D1=D2。在B值一定的情况下,如尺寸有富余,一般可加宽b值以减缓坡度或加宽D2值以利于楼层平台分配人流。
【例题】
设计某住宅楼梯。已知该楼层高3m,室内外高差450mm,楼梯开间2700mm,进深5400mm,墙厚200mm。拟采用双跑平行楼梯。
(1)确定踏步尺寸b×h初步选定b×h=300×150mm, (这一组数据是设计中常用数据,可首先选用,如不符合要求,再行调整) 踏步数N=H/h=3000/150=20 步,采用双跑平行楼梯,每跑10步。
(2)确定梯段水平投影长度L
L=(0.5N-1)b = (0.5×20-1)×300 = 2700mm
(3) 确定梯井宽度C
梯井宽度C在60~200mm之间,假设梯井宽度C=100mm
(4)确定梯段宽度a
楼梯间开间净宽A=开间-墙厚=2700-200=2500mm 梯段宽度a=(A—C)/2=(2500-100)/2=1200mm
(5)确定休息平台宽度D
假设中间平台宽Dl=楼层平台宽D2
楼梯间进深净长度B=进深-墙厚=5400–200 = 5200mm
那么: D=(B-L)/2=(5200-2700)/2=1250mm 由于D>a,符合了设计要求。以上设计合理。
如果计算结果D
二、 楼梯的形式楼梯形式的选择取决于楼梯所在的位置,楼梯间的平面形状及大小、楼层的高低与层数、人流多少与缓急等因素,设计时综合考虑。1. 直行单跑楼梯2. 直行多跑楼梯3. 平行双跑楼梯(等跑及不等跑)4. 平行双分楼梯5. 平行双合楼梯6. 折行双跑楼梯7. 折行三跑楼梯8. 交叉跑(剪刀)楼梯9. 螺旋楼梯10. 弧形楼梯三、 楼梯的尺度1. 踏步尺寸:楼梯的坡度在实际应用中均由踏步高宽比决定。踏步的高宽比需要根据人流行走的舒适、安全和楼梯间的尺度、面积(经济性)等因素进行综合权衡。人流量大、安全要求高的楼梯坡度应该平缓一些,反之可陡一些,以利节约楼梯间面积。楼梯踏步高和踏步宽尺寸一般根据经验数据确定。详见下表:踏步常用尺寸
名称 住宅 幼儿园 学校、办公楼
踏步高h(mm) 150~170 120~150 140~160
踏步宽b(mm) 260~300 260~280 280~340
名称 医院 剧场、会堂
踏步高h(mm) 120~150 120~150
踏步宽b(mm) 300~350 300~350
踏步高度以150mm左右为宜,不应高于175mm。踏步宽度(水平投影宽度)以300mm为宜。当踏步宽度过宽时,将导致梯段水平投影面积增加。当踏步宽度过窄时,将导致人流行走不安全,也会使人行走不舒适,感觉很累。踏步的宽度是在行走的舒适性与建筑经济性二者的综合平衡的选择。2. 梯段宽度:梯段宽度应平时通行的人流量以及紧急疏散时要求通过的人流股数确定。每股人流按550~600mm宽度考虑。双人通行时为1100~1200mm,三人通行时为1650~1800mm,余此类推。同时,还需要满足各类建筑设计规范对对楼梯段低限要求。3. 梯段长度:梯段长度(L)是每一梯段的水平投影长度,其值为L=b×(N-1)b为踏步宽N为一个梯段的踏步级数
4. 平台宽度:平台宽度分为中间平台宽度(D1)和楼层平台宽度(D2)。对于平行和折行多跑楼梯,平台宽度不应小于梯段宽度,以保证通行和楼梯同股数人流。住宅楼梯为便于搬运家具,平台宽度不应小于1200mm。医院为了保证担架在平台处转向同行,中间平台宽度不应小于1800mm。多跑直行楼梯,为了行走的舒适性以及人的行走习惯,中间平台宽度不一般小于一步半,约为900~1000mm。楼层平台则要比中间平台宽一些,以利于人流分流与停留。5. 梯井宽度:梯井宽度系指楼梯段之间形成的空档,此空档从底到顶贯通。在平行双跑楼梯中,可不设梯井,但为了楼梯施工和栏杆扶手的安装,可设楼梯井。梯井一般为60~200。为了安全,梯井尺寸不宜过大。如果梯井宽度大于110mm时,梯井应设防护设施。6. 楼梯开间:楼梯间开间的轴线尺寸。其数值为:楼梯开间=2×梯段宽度+梯井宽度+墙体厚度7. 楼梯进深:楼梯间进深的轴线尺寸。其数值为:楼梯进深=楼层平台宽度+中间平台宽度+梯段长度+墙体厚度8. 栏杆扶手尺度:栏杆扶手的高度应从踏步中点到扶手顶面的垂直距离。其高度应根据人体重心高度和楼梯坡度大小而定。一般不小于900mm,供儿童使用的楼梯应在500~600mm高度应增设扶手。栏杆竖向或横向杆件的净间距不应小于110mm,以利于儿童安全。9. 楼梯净空高度:楼梯各部分的净空高度应保证人流通行、搬运家具和设备,一般不小于2000mm,梯段范围内净空高度不小于2200mm。解决底层楼梯出入口部中间平台下净空高度的方法:问题的提出:双跑楼梯中间平台下如果需要通行人流,按一般情形是无法满足通行高的的(除非层高大于4200mm)。如何提高中间平台下的净空高度,则是我们要解决的问题。
(1)将底层楼梯改为不等跑,通过增加第一跑的级数,减少第二跑的级数,在不改变层高的前提下,可以提高中间平台的净空高度。缺陷(限制条件):一般情况下,楼梯间的进深及开间是以标准层为基准的,层高一旦决定是不会随便改变的。我们只能通过各种技术措施来满足楼梯的技术问题。●梯间进深受到限制,级数不可能增加很多,一般2~3级。●第二跑以上的净空高度限制;第一跑增加太多,第二跑必将减少,第二层中间平台下的净空高度也将减少。以上二种利用空间受到局限,一般只有在层高不高,特别是对于住宅建筑,只能缓解而不能彻底解决问题。(3)提高室内外高差,可以提高底层中间平台下的净空高度。缺陷:绝对提高室内外高差,虽然方案简单,但是会提高建筑的绝对成本,不是合理的方案。(4)将平行双跑楼梯改成直跑梯,使楼梯直达第二层,回避平台下净空。缺陷:底层部分楼梯延伸在室外,如果不设楼梯间,则遇雨则使用不便;遇雪则可能因冰冻会造成不安全的因素;因没有单元门而不能防盗或避免闲杂人员进入。如果设置单元门,则要设置楼梯间,除增加造价外,也增大了建筑占地面积,减少了建筑外围场地。(5)将底层楼梯改为不等跑与适度利用室内外高差相结合。本方案结合多种可利用的因素,在不改变层高和梯间进深的前提下,达到满足规范的要求。第二节 钢筋混凝土楼梯设计作业题:某住宅层数为6层,砖混结构,层高为3.0米,上人屋面,试设计此住宅的楼梯间,并作出其施工图。例题:某住宅层数为6层,砖混结构,层高为2.8米,上人屋面,试设计此住宅的楼梯间,并作出其施工图。解题:此设计题,看似条件很笼统,无法下手。至少可以知道建筑的结构形式为砖混结构,墙体厚度为240mm。其他条件我们可以查住宅设计规范以及现场调研来解决。解决方法:●首先是现场调研。如果没有任何设计实际经验,最好的老师就是前辈留给我们大量的已建成的同类建筑,这些建筑使我们社会的建设成果,也是我们同行前辈留下的成果,是我们的活教材。值得我们参考和借鉴。
通过调研,我们发现绝大部分住宅建筑的室内外高差为450mm;开间尺寸一般为2400mm,2500 mm,2600 mm,2700mm,进深尺寸一般为4500 mm;4800 mm,5100 mm。也有非模数尺寸4.6m、4.7m、4.9m、5m。平台尺寸一般为1.2~1.3米。梯井尺寸一般为60~100mm。踏步宽度为250~280mm。踏步高度为150~175mm。与教材所规定的尺寸相吻合。●其次就是查阅相关建筑的设计规范。住宅设计规范建筑防火设计规范查阅相关条款,住宅设计规范规定梯段净宽不小于110mm,小于六层的梯段净宽不小于1050mm,平台净宽不小于1200mm。且平台宽度不小于楼梯段宽度。相关概念:楼梯段宽度与楼梯段净宽,平台宽度与平台净宽。防火规范规定,楼梯段宽度不小于1100mm。设计步骤:1.楼梯选型:采用平行双跑等跑楼梯(这种楼梯进深较短,占地最少,经济性高)2.确定标准层楼梯间开间尺寸:楼梯开间=2×梯段宽度+梯井宽度+墙体厚度梯间开间与梯段宽度、梯井宽度、墙厚三个尺度相关。梯段宽度:1100mm梯井宽度:60mm墙体厚度:240mm楼梯开间=2×梯段宽度+梯井宽度+墙体厚度=2×1150+60+240=2600根据模数也可以选择2700mm如果按六层以下,选2500也不错。调整各部分尺寸如下:梯段宽度:1200mm梯井宽度:60mm墙体厚度:240mm3.确定标准层楼梯间进深尺寸:楼梯进深=楼层平台宽度+中间平台宽度+梯段长度+墙体厚度梯段长度L=b×(N/2-1)b=260~280h=160左右一个标准层总级数n=层高/n=2800/160=17.5级n 取整偶数,取n=18级(N=n/2=9,或N= n/2=8级)
h=2800/16=175h=2800/18=155.6为提高舒适性,选h=156nn梯段长度L=b×(N-1)=280x8=2240mm楼层平台宽度:先暂取1250中间平台宽度:先暂取1250楼梯进深=楼层平台宽度+中间平台宽度+梯段长度+墙体厚度=1250+1250+2240+240=4980取符合模数的数值5100mm各部分尺寸调整:楼层平台宽度1250+120=1370mm中间平台宽度取1250mm其他尺寸不变。提问1:如果为了减少楼梯间进深,将进深尺寸取为4800mm,我们如何调整各部分尺寸。提问2:为了保证楼梯的舒适度,不能减少踏步宽度,如果为了减少楼梯间进深,将进深尺寸取为4800mm,我们如何调整各部分尺寸。4.底层楼梯尺度的确定主要是通过作图法来满足净空高度。中间平台下的净空高度必须大于2000mm。采用第(5)种方案,底层不等跑与利用室内外高差相结合。注意梯段尺寸变化以后,还要保证楼梯其他各部分的尺寸也要满足设计规范要求。与中间平台下的净空高度相关的尺度有:●楼梯结构高度:平台下有平台梁,按1/10跨度取值,应为250~300。如果没有平台梁还有梯段板厚,板厚取150mm左右。●室内外高差:一般为450mm,减去楼梯间室内外高差150,可利用高度为300mm。与平台梁高度相抵,●梯段高度:(1)室内外高差可利用高度:450-150=300mm(2)为满足净空要求梯段高度必须满足如下算式:室内外高差利用高度+梯段高度-楼梯结构高度≧2000
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《房屋建筑学》第五章 楼梯
第五章 楼梯
概述
概念:是楼层(或是室内有高差处之间)竖向交通联系的设施之一。
建筑空间的竖向组合的交通联系的设施有:楼梯、电梯、自动扶梯、台阶、坡道、爬梯等。
楼梯是建筑空间竖向联系的主要交通设施,使用最为广泛。
电梯主要用于高层建筑、入户地面的建筑高度大于16米的住宅、及使用要求较高的宾馆、写字楼、工厂等多层建筑。
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自动扶梯仅用于人流量较大且使用要求搞的公共建筑,如商场、候车厅等。
台阶用于室内外高差之间和室内局部高差之间的联系。
坡道则由于其无障碍流线用于多层车库通行汽车和医疗建筑中通行担架等,其他建筑则作为残疾人轮椅车的专用交通设施
本楼梯为住宅楼梯,坡度可以陡一些。初选踏步高h=160mm,则每层踏步数N=2900/160=18.125,取N=18,可得踏步高h=2900/18=161.11mm,按照2h+b=600mm,得出b=600mm-2×161.11mm=277.8mm≈280mm,符合表10.1的要求。
2.计算梯段水平投影长度
每一梯段的水平投影长度L=(18/2-1) ×280mm=2240mm
3.确定梯段宽和梯井宽
取梯井宽C=100mm,则梯段宽B=(2700-2×120-100)/2=1180mm
4.确定中间平台宽D1
根据D1≥B,确定D1=1200mm
5.确定楼层平台宽度D2
D2=(5700-1200-2240-240)=2020>B=1180mm, 且满足入户门开启的要求。
6.底层平台下做出入口的净高验算
平台梁一般高取350mm,净高H=(9 ×161.11-350)=1099,99mm
不满足净高的要求
解决把法:
1)降低底层平台下局部地坪的标高,使其为-0.45m,此时,净高
H=9 ×161.11-350+450=15410.9mm<2000mm
2)将第一层楼梯设计成长短跑,第一步为长跑,其踏步阶数为N1
(N1×161.11-350) ≥2000mm,得N1≥14.59,取N1=15
第一跑梯段长L及楼层平台宽度D2:
L=(15-1)×280mm=3920mm
D2=(5700-1200-3920-240)=340mm,入户门无法开启
3)将前两做做法结合起来。第一跑踏步数为N1,平台梁高350mm,
降低底层平台下的地坪标高,使其为-0.45m,则
(N1×161.11-350+450) ≥2000mm,得N1≥11.79,取N1=12
第一跑梯段长L=(12-1)×280mm=3080mm
D2=(5700-1200-3080-240)=1180mm≥B=1180mm且满足入户开门的要求。
H=12×161.11-350+450=2033.32mm>2000mm,满足净高要求。
N2=18-12=6